Proceso del acero.

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ANÁLISIS TERMODINÁMICO:

A continuación, se expondrán los 3 principales sistemas que se encuentran dentro de la producción del acero:

- El primer sistema en la cadena de producción es el alto horno, donde se unen las materias primas, y se funden. El alto horno recibe por parte de una cadena abastecedora los distintos materiales, además de recibir aire caliente, el cual ayuda a la expulsión de gases, mientras que de este está en constante salida, la escoria, la cual es posteriormente utilizada en otros procesos. Además del crisol el cual se convertirá en acero. Por lo anteriormente dicho podemos asumir que el alto horno es un sistema abierto, el cual se rige por la siguiente ecuación de continuidad.[pic 1]

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[pic 2]

La variación de presión durante el proceso es tan pequeña que podemos prescindir de ella y llamar a este proceso, un proceso isobárico o a presión constante, otro concepto muy importante en la termodinámica de este proceso y en la productividad de este, es que los gases sobrecalentados que se emiten por realizar esta fusión, son conducidos a una cámara en donde se encuentran paneles que absorben el calor y la energía que los gases traen consigo. Con el fin de aprovechar en otros procesos. Es posible encontrar el calor al interior del horno utilizando la siguiente ecuación.

[pic 3]

- El segundo de los principales procesos termodinámicos es la acería, en esta etapa, se le agregan aditivos al acero proveniente del horno, con el fin de darle las propiedades endémicas de este; entre los aditivos se encuentra la cal, ferroaditivos, entre otros. [pic 4]

En el proceso de oxigenación, se calienta nuevamente el acero hasta el punto de fusión, y posteriormente a este se inyecta oxigeno frio, el cual se combina con el carbono formando CO2, esto se hace con el fin de retirar el exceso de carbono y de impurezas, por tal motivo consideramos que es un sistema abierto, por el intercambio de oxigeno que entra por el gas (CO2) saliente y se puede interpretar la ecuación de continuidad de la siguiente manera:

[pic 5]

Al darse todo este proceso en una pera metálica con recubrimientos de cerámicos, podemos decir que el proceso se cataloga como un proceso a volumen constante o isocorico.[pic 6]

- Finalmente, tenemos el proceso de moldeado en el acero este es proceso final en donde se le da la forma al producto dependiendo de las especificaciones del cliente, este proceso se basa en cuchara a la cual llega el acero en estado líquido después de la oxigenación, en este proceso el acero es trasportado por un molde el cual le dará su forma final y posteriormente es pasado por unos rodillos los cuales le dan el espesor requerido, con lo anterior dicho, describimos este proceso como un proceso abierto ya que entra continuamente acero del proceso de oxigenación y salen las placas del acero con un espesor menor. Y podemos decir que es un proceso isobárico la presión dentro de la frontera nunca se ve afectada. Le podemos asignar a este proceso una ecuación de continuidad:

[pic 7]

La cual se puede expandir de la siguiente manera:

[pic 8]

CONCLUSIÓN.

- Todo proceso en general posee características termodinámicas que se pueden evidenciar en el proceso de la producción del acero. Gracias a estas características, podemos transformar un mineral como el hierro en uno de los materiales más utilizados en el planeta entero, además este conocimiento se puede usar en la optimización de los recursos, técnicas y métodos para la creación de dicho material.

El entendimiento de los procesos desde la perspectiva de la termodinámica, son fundamentales para la creación de herramientas, que ayuden a mejorar estos procesos donde la necesidad de competitividad en la industria, es en la actualidad una carrera constante por crear el mejor producto posible.

BIBLIOGRAFÍA.

- http://www.infoacero.cl/acero/parrabio.htm

- https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3319/558687.pdf?sequence=7

- http://www.fim.musin.de/Cyberlernen/gladys1/spanish.html

- http://www.arqhys.com/arquitectura/queesel-acero.html

- http://roble.pntic.mec.es/jprp0006/tecnologia/1eso_recursos/unidad07_los_metales/teoria/teoria4.htm